지금까지의 시스템은 제한된 공간에서 구성되고 제어되어 왔으나, 공간적 제한을 극복하려는 원격 제어에 대한 연구가 한창 진행되어지고 있다. 원격제어는 접속이 용이하여야 하며, 편리한 사용자 환경을 제공하여야 하며, 안정성이 보장되어야 한다. 최근 부각되고 있는 인터넷은 이러한 원격 제어의 요구를 잘 수용하고 있어 원격제어와의 접목이 시도되어지고 있다. 본 논문에서는 인터넷을 사용하여 공간적인 제한을 극복하는 열린 공간상에서 이동로봇을 제어함으로써 원격제어 시스템 설계와 구현에 관해 논한다. 구현된 원격 제어시스템은 일반적인 웹서버를 사용하였고, 원격지와 이동로봇간의 정보를 양방향 통신으로 구현하였으며, 위와 같은 전체적인 시스템을 실제로 제작, 구현하여 실험함으로써 제안된 원격 제어 시스템의 실효성을 검증하였다.
본 논문에서는 인터넷의 기능을 이용하여 인터넷이 연결된 어느 장소에서라도 로봇을 원격으로 제어하거나 로봇으로부터 받은 정보를 인터넷으로 전송 받아 처리할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 빠른 영상정보 전송을 위해 JPEG 압축 기술을 이용하였다. 인터넷을 통한 원격 제어에서의 가장 큰 문제점은 전송 지연 또는 데이터 손실과 같은 통신 장애이다. 이러한 상황에서도 로봇이 스스로 자신을 보호하고 원하는 작업을 수행하도록 하기 위해 자율이동 기능이 필수적인데, 이를 위해 본 논문에서는 2-layer fuzzy controller를 이용하였다. 2-layer fuzzy controller를 이용하여 로봇은 장애물을 회피하면서 원활하게 이동할 수 있다. 마지막으로 실제 구현 및 실험을 통해 그 효율성을 평가한다.
한국원자력연구소의 로봇개발팀에서는 중장기 연구 개발 과제가 이루어지기 이전인 87년부터 원자력 기초/기반 기술 연구 분야로서 원격 조작 기술, 고지능 로봇 기술 등을 기본 과제 형태로 자체 추진하여 핵심 요소 기술을 구축하였으며, 92년부터는 원자력 중장기 연구 개발 과제와 연계하여 인간의 접근이 제한된 고방사선 지역에서의 감시 및 점검 작업 로봇 분야를 집중 연구 개발하기 시작하였다. 개발 대상인 원격 제어 로봇 시스템은 원자력발전소에서의 점검 및 감시 작업을 원격/무인/자동화하여, 사람이 접근하기 어려운 고방사선 환경하에서의 감시$\cdot$점검$\cdot$유지 및 보수 작업을 함으로써 작업의 안전성 및 신뢰성을 향상시키고 또한 작업의 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히 사람을 대신한 로봇 활용은 극한 작업을 원격 무인화할 수 있기 때문에 ALARA 개념에 의한 관련 종사자의 방사선 피폭을 보다 낮출 수 있을 것으로 전망된다.
최근 저가형 3D 동작인식 장치가 상용화되어 이를 이용한 다양한 시스템이 출시되고 있다. 본 논문에서는 3D 동작인식 장치를 이용하여, 원격지의 로봇을 제어하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 3D 동작인식 장치를 이용하여 사용자의 동작을 인식한 후, 원격지에 있는 로봇에 전송하여 동작을 실행하게 한다. 향후 제안된 시스템은 원격 제어가 필요한 응용 분야에 활용될 것으로 기대된다.
이동로봇에 통신 기술을 결합하여 응용하려는 시도는 Tele-Robotics라는 학문의 한 분야로 이미 국내외적으로 정착되고 있다. 초기에 Tele-Robotics.Tele-Operation 기술은 극한작업을 위해서만 사용되었으나, 최근에는 일상생활과 밀접한 다양한 분야로 그 응용분야를 넓혀가고 있다. 본 논문에서는 대화식 무선통신 기능을 가진 이동로봇을 제작하고 그와 통신할 수 있는 호스트 시스템을 구성하여 이동 로봇의 원격 제어, 원거리에서의 지형 탐색, 데이터 수집 기능 등을 구현함으로써 본격적인 원격 탐색 시스템 구축을 위한 기초 연구를 수행하였다.
로봇 관련 강의에서 여러 가지 개념을 용이하게 이해하기 위한 다양한 자료가 아직 부족하고, 한정된 기자재로 인하여 로봇을 이용한 실험을 충분히 수행하지 못하고 있는 실정이다. 이를 해소하기 위하여 본 논문에서는 멀티미디어 콘텐츠와 3차원 로봇 시뮬레이터로 구성된 웹기반 로봇 원격 교육시스템을 개발하고자 한다. 학생은 웹상에 구성된 멀티미디어 콘텐츠를 이용하여 로봇과 관련된 개념을 용이하게 이해할 수 있으며, 3차원 로봇 시뮬레이터를 이용하여 가상 로봇 실험 및 실제 로봇과의 연동 실험을 수행할 수 있을 것이다.
원격지의 로봇을 조작함에 있어, 원격지의 상황을 정확히 인식하는 것이 우선적으로 필요하다. 본 연구에서는 로봇에 설치된 스테레오 카메라를 통해 입력된 비디오를 네트워크를 통해 전달하고, 조작 공간에 있는 사용자가 Head Mounted Display(HMD) 기기를 통해 원격지의 상황을 현장감 있게 파악할 수 있는 비전 시스템을 구현했다. 로봇 내 S/W의 효과적인 통합을 위해 카메라 입력 처리 및 비디오 스트리밍은 Ubuntu의 ROS를 이용하여 구현됐으며, 조작 공간의 HMD 기기 및 관련 조작 센서 통합은 Windows 상에 구현하여, 실험을 통해 원격지의 상황을 25fps 수준의 HD 해상도 비디오로 확인할 수 있었다.
근래에 무인 자동화기술의 발달과 마이크로프로세서 기술의 혁신적인 성장에 힘입어 일반산업현장에서 사용되고 있는 로봇은 복잡하고 다양한 작업이 요구되는 비제조업분야로 그 적용분야가 확장되고 있다. 그 대표적인 분야를 들자면 방사능 지역과 같은 위험한 환경에서의 작업, 우주공간이나 심해에서의 작업, 활선 작업과 같이 사람이 접근하기 어려운 곳에서 인간을 대신하는 작업 등이 있다. 이와 같이 사람이 접근하기 어려운 지역에서 인간을 대신하여 작업을 수행할 수 있는 원격작업 로봇시스템을 개발하였다. 개발된 로봇은 6 자유도를 갖는 수평다관절 유압구동형 조작기로써 로봇의 운반 및 설치가 용이하도록 제 1 링크의 분리가 가능하도록 설계하였다. 로봇의 제어기는 전체 제어기를 통괄하는 1 개의 마스터 CPU 및 3 개의 제어보드로 구성되며 이들은 VME 버스를 이용하여 데이터를 전송한다. 로봇의 관리제어시스템은 그래픽워크스테이션을 이용하여 구성하였으며 로봇의 작업상황을 실시간으로 애니메이션하여 작업자에게 원격현장감을 제공하고 작업효율의 향상시켰다.
본 연구의 목적은 DGPS와 무선통신을 이용하여 저수지, 댐 등의 수심 및 수중지형 정보를 획득할 수 있는 원격 수심측정시스템을 개발하는데 있다. GPS와 에코사운더를 장착한 로봇선은 무선 인터넷을 이용하여 원격으로 제어된다. 로봇선체는 선체, 개별 모듈 및 제어보드로 구성되었으며, 제어국은 위치데이터 처리시스템과 원격제어시스템으로 구성되었다. 통신시스템은 로봇선과 제어국이 정보를 교환할 수 있도록 개발하였으며, RF 모뎀과 무선 인터넷의 2채널 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서 개발된 원격측정 로봇선은 저수지, 댐, 하천 등의 수심 및 하상지형 정보를 경제적으로 정확하게 획득하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
이 논문은 원격언어교육으로서 2가지 형태의 비디오 영상수업과 로봇영상 수업에 따른 아이와 로봇상호작용을 연구한다. 원격지의 미국 아이와 6명의 한국 아이들로 실험수업을 진행했으며, 일대일 인터뷰를 통한 나래이션 및 관찰분석을 하였다. 실험결과 로봇영상 수업이 2가지 형태의 비디오 영상수업보다 활발한 상호작용을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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